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      增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法

      文檔序號(hào):5210463閱讀:401來源:國知局
      專利名稱:增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種在噴射燃料時(shí)修正燃料噴射設(shè)備中的燃料噴射量的方法,更具體地涉及增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括增壓裝置,和在增壓燃料噴射設(shè)備中增加供給自共軌的燃料的壓力,和從燃料噴射閥噴射燃料。
      背景技術(shù)
      所謂共軌燃料噴射設(shè)備是眾所周知的,其中將供給自燃料泵的高壓燃料存儲(chǔ)在共軌(積聚器)中,將燃料供給到設(shè)于內(nèi)燃機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)的缸內(nèi)燃料噴射閥以便將燃料直接噴射到每個(gè)氣缸的燃燒室中。
      在共軌燃料噴射設(shè)備中,能將共軌中的壓力控制到給定值,因而,能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)將燃料噴射閥的噴射率控制到適當(dāng)?shù)闹?,以便能與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)地在氣缸內(nèi)保持良好的燃燒狀態(tài)。
      具體地,在直噴式柴油機(jī)中,燃料噴射期是受限的,燃料在燃料噴射期中噴射到氣缸內(nèi)。同時(shí),在共軌燃料噴射設(shè)備中,能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)地將燃料噴射壓力保持在高值,因而,通過使用共軌燃料噴射設(shè)備,能在短時(shí)間內(nèi)將大量燃料供給到燃燒室中以便能在柴油機(jī)中獲得高轉(zhuǎn)速和高輸出。
      同時(shí),由于在柴油機(jī)中通常進(jìn)行增壓,所以需要通過增加燃料噴射量和用增壓來進(jìn)一步增加柴油機(jī)的輸出,因而需要進(jìn)一步增強(qiáng)燃料噴射壓力。
      然而,在共軌燃料噴射設(shè)備中,已經(jīng)將燃料噴射壓力設(shè)定成接近極限值的高值(例如,大約180MPa),因而,為了進(jìn)一步增加燃料壓力,必需增加燃料噴射系統(tǒng)的全部元件如燃料泵、共軌和輸送管的設(shè)計(jì)壓力。然而,考慮到如成本增加和可靠性降低等問題,增加燃料噴射系統(tǒng)全部元件的設(shè)計(jì)壓力是不實(shí)際的。
      因而,為了解決該問題,提出了一種增壓共軌燃料噴射設(shè)備,在該增壓共軌燃料噴射設(shè)備中,將共軌中的燃料壓力設(shè)定成一個(gè)基本上等于或小于傳統(tǒng)設(shè)備中的燃料壓力的值,和采用增壓裝置以在盡可能最接近燃料噴射閥的噴嘴孔的部分進(jìn)一步增加從共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力。
      在該增壓共軌燃料噴射設(shè)備中,由于使用增壓裝置以進(jìn)一步增加從共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力,所以盡管元件如燃料泵和共軌的設(shè)計(jì)壓力被設(shè)定成一個(gè)基本上等于(或小于)傳統(tǒng)設(shè)備中的設(shè)計(jì)壓力的值,但也能將燃料噴射閥的實(shí)際燃料噴射壓力設(shè)定成較高的值(例如,大約250MPa),因而,能增加燃料噴射壓力,同時(shí)抑制成本的巨大增加。
      PCT申請(qǐng)JP-T-2002-539372的公開的日本譯本披露了使用這種燃料增壓裝置的這種增壓共軌燃料噴射設(shè)備的一個(gè)例子。
      在PCT申請(qǐng)JP-T-2002-539372的公開的日本譯本中披露的增壓共軌燃料噴射設(shè)備中,用包括增壓活塞的增壓單元作為增壓裝置,增壓單元設(shè)置在共軌和燃料噴射閥的噴嘴孔之間,通過使大直徑承壓活塞與小直徑加壓活塞相連而形成增壓活塞。增壓活塞根據(jù)承壓活塞和加壓活塞之間的面積比給燃料加壓,即,在增壓活塞中,將共軌中的燃料壓力施加到大直徑承壓活塞,由此通過小直徑加壓活塞給從共軌供給到加壓室的燃料加壓,因而,能將供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到高于共軌中的燃料壓力的值,根據(jù)大直徑活塞和小直徑活塞之間的面積比決定該值。
      在PCT申請(qǐng)JP-T-2002-539372的公開的日本譯本中披露的增壓共軌燃料噴射設(shè)備中,增壓裝置設(shè)置在每個(gè)燃料噴射閥中,由此在抑制成本的巨大增加的同時(shí)增加燃料噴射壓力。
      然而,當(dāng)將在PCT申請(qǐng)JP-T-2002-539372的公開的日本譯本中披露的增壓共軌燃料噴射設(shè)備應(yīng)用于多缸內(nèi)燃機(jī)時(shí),可能出現(xiàn)問題。
      在多缸內(nèi)燃機(jī)中,當(dāng)氣缸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)偏差時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出可能出現(xiàn)波動(dòng),或可能出現(xiàn)燃燒噪音、振動(dòng)等等,因而,必需將供給到每個(gè)氣缸的燃料量的偏差減到最小,和使供給到每個(gè)氣缸的燃料量一致。因而,在多缸內(nèi)燃機(jī)中,調(diào)節(jié)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射閥的噴射特性以便其處于預(yù)定容許偏差內(nèi),由此減少每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。
      然而,在該增壓共軌燃料噴射設(shè)備中,燃料噴射量不僅依據(jù)燃料噴射閥的噴射特性而且依據(jù)增壓裝置的特性很大地變化,因而,當(dāng)在多缸內(nèi)燃機(jī)中采用增壓共軌燃料噴射設(shè)備時(shí),必需既減小燃料噴射閥的噴射特性的偏差又減小增壓裝置的特性的偏差。因而,與僅僅需要減小燃料噴射閥的噴射特性的偏差時(shí)相比,調(diào)節(jié)非常困難。
      并且,即使能將每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射閥的初始特性的偏差和增壓裝置的初始特性的偏差最小化到指定值,燃料噴射閥的特性和增壓裝置的特性也會(huì)由于磨損或劣化而隨著使用發(fā)生變化。因而,即使初始特性的偏差處于指定范圍內(nèi),每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量也可能由于隨著使用引起的特性的改變而出現(xiàn)偏差。
      為了防止這種情況,必需調(diào)節(jié)每個(gè)燃料噴射閥和每個(gè)增壓裝置以便在燃料噴射設(shè)備工作的同時(shí)減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。在增壓燃料噴射設(shè)備中,依據(jù)燃料噴射閥的特性和增壓裝置的特性這兩者來決定每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。因而,如果一個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量與另一個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量出現(xiàn)很大的偏差,則僅僅基于燃料噴射量難以確定偏差是由燃料噴射閥引起還是由增壓裝置引起。結(jié)果,在增壓燃料噴射設(shè)備中,不能減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射的偏差,廢氣性質(zhì)很可能劣化,在駕駛車輛時(shí)很可能出現(xiàn)振動(dòng)或噪音。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,其能容易地修正每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射閥和增壓裝置的初始特性的偏差,和由發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)隨著使用出現(xiàn)的特性變化引起的特性偏差,從而減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。
      本發(fā)明的第一方面涉及一種修正增壓燃料噴射設(shè)備中的燃料噴射量的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟燃料噴射閥和使燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,增壓燃料噴射設(shè)備控制燃料噴射閥的燃料噴射特性,燃料噴射量修正方法包括下列步驟在增壓裝置處于非操作狀態(tài)中時(shí)操作噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正燃料噴射閥的燃料噴射量。
      即,在向其應(yīng)用了第一方面中的燃料噴射量修正方法的增壓燃料噴射設(shè)備中,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)來控制燃料噴射特性。因而,實(shí)際燃料噴射量受增壓裝置和噴射控制裝置兩者的偏差的復(fù)雜組合和前述操作開始時(shí)間差的影響,因而,難以檢測和修正由每個(gè)元件的特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。
      根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)增壓裝置處于非操作狀態(tài)中時(shí)修正燃料噴射量。當(dāng)增壓裝置處于非操作狀態(tài)中時(shí),燃料噴射量不受增壓裝置的增壓特性的偏差的影響,因而,在該狀態(tài)中,燃料噴射量的偏差僅僅由燃料噴射閥特性的偏差引起,從而,能與由增壓裝置特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差無關(guān)地修正由燃料噴射閥特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。因而,能在不將燃料噴射閥的初始特性精確調(diào)節(jié)到參考值的情況下,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)修正燃料噴射量的偏差。
      在根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射量修正方法中,能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)修正燃料噴射閥的特性與參考值的偏差。因而在執(zhí)行了根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射量修正之后,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí)燃料噴射量的偏差僅僅由增壓裝置特性的偏差引起,因而,也能修正增壓裝置特性的偏差。
      在本發(fā)明第一方面中,燃料噴射量修正方法還可以包括下列步驟當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí),在修正燃料噴射閥的燃料噴射量之后修正增壓裝置的操作開始正時(shí)。首先,修正了由燃料噴射閥特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,然后修正了由增壓裝置特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。在修正了由燃料噴射閥特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差之后,燃料噴射量的偏差僅僅由增壓裝置特性的偏差引起。因而,根據(jù)本發(fā)明,能彼此無關(guān)地檢測和修正僅僅由燃料噴射閥噴射特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,和僅僅由增壓裝置特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。因而,能準(zhǔn)確地修正燃料噴射量。
      在本發(fā)明第一方面中,增壓燃料噴射設(shè)備可以包括多個(gè)燃料噴射閥和多個(gè)噴射控制裝置;和可以調(diào)節(jié)每個(gè)噴射控制裝置的操作期,以使得在修正燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。
      本發(fā)明的第二方面涉及一種修正增壓燃料噴射設(shè)備中的燃料噴射量的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟燃料噴射閥和使燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,增壓燃料噴射設(shè)備控制燃料噴射閥的燃料噴射特性。燃料噴射量修正方法包括下列步驟在增壓裝置開始操作之后,在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到增壓壓力之后,操作噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正燃料噴射閥的燃料噴射量。
      即,在根據(jù)本發(fā)明第二方面的燃料噴射量修正方法中,在增壓裝置開始操作之后,在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到增壓壓力之后執(zhí)行燃料噴射,和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正燃料噴射閥的燃料噴射量。在增壓裝置處于操作狀態(tài)中的情況下,當(dāng)增壓裝置開始操作時(shí),供給到燃料噴射閥的燃料的壓力開始增加,并達(dá)到預(yù)定增壓壓力。因而,由于在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到增壓壓力之后執(zhí)行燃料噴射,所以能在將供給到燃料噴射閥的燃料的壓力保持在高的常值的情況下執(zhí)行燃料噴射。
      因而,由于在這種狀態(tài)中修正燃料噴射閥的燃料噴射量,所以能檢測和修正僅僅由高壓下的燃料噴射閥的燃料噴射特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,同時(shí)消除增壓裝置的增壓特性的影響(例如,供給燃料的壓力增加的速度)。
      并且,由于以該方式修正僅僅由燃料噴射閥的燃料噴射特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,所以此后能檢測和修正僅僅由增壓裝置的增壓特性引起的燃料噴射量的偏差。
      在涉及本發(fā)明第二方面的方面中,燃料噴射量修正方法還可以包括下列步驟當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí),在修正燃料噴射閥的燃料噴射量之后修正增壓裝置的操作開始正時(shí)。首先,修正了由燃料噴射閥特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,然后修正了由增壓裝置特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。在修正了由燃料噴射閥特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差之后,燃料噴射量的偏差僅僅由增壓裝置特性的偏差引起。因而,根據(jù)本發(fā)明,能彼此無關(guān)地檢測和修正僅僅由燃料噴射閥噴射特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,和僅僅由增壓裝置特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。因而,能準(zhǔn)確地修正燃料噴射量。
      在本發(fā)明第二方面中,增壓燃料噴射設(shè)備可以包括多個(gè)燃料噴射閥和多個(gè)噴射控制裝置;和可以調(diào)節(jié)每個(gè)噴射控制裝置的操作期,以使得在修正燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。因而,當(dāng)修正每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射特性的偏差時(shí),調(diào)節(jié)每個(gè)燃料噴射閥的閥開啟期,以使得每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量變得一致。因而,修正了由每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差,每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量變得一致。
      在涉及本發(fā)明第二方面的方面中,當(dāng)修正燃料噴射量時(shí),在調(diào)節(jié)量大于預(yù)定值的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)噴射控制裝置中的至少一個(gè)的操作期,則可以確定在與噴射控制裝置對(duì)應(yīng)的燃料噴射閥中出現(xiàn)異常。因而,在調(diào)節(jié)量過大的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)噴射控制裝置的操作期,確定燃料噴射閥的噴射特性的偏差異常地大,和確定在燃料噴射閥中出現(xiàn)異常。因而,能容易和準(zhǔn)確地確定在燃料噴射閥中是否出現(xiàn)異常。
      本發(fā)明的第三方面涉及一種修正增壓燃料噴射設(shè)備中的燃料噴射量的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟燃料噴射閥和使燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,增壓燃料噴射設(shè)備控制燃料噴射閥的燃料噴射特性。燃料噴射量修正方法包括下列步驟當(dāng)增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到增壓壓力之前,操作噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正增壓裝置的操作開始正時(shí)。
      即,在本發(fā)明第三方面中,由于當(dāng)增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到增壓壓力之前開始燃料噴射,所以,將燃料噴射期設(shè)定成使得其包括一時(shí)期,在該時(shí)期中,增壓裝置正在使供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加。因而,增壓裝置正在使供給到燃料噴射閥的燃料壓力增加的速度對(duì)燃料噴射閥的燃料噴射量有很大的影響,從而,由于在供給到燃料噴射閥的燃料的壓力正在增加時(shí)執(zhí)行燃料噴射,所以能基于這時(shí)的燃料噴射量檢測增壓裝置的增壓特性(壓力增加速度)與參考值的偏差。因而,能修正由增壓裝置的增壓特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。
      通過改變增壓裝置的操作開始正時(shí),即,當(dāng)開始燃料噴射時(shí)供給到燃料噴射閥的燃料的壓力已經(jīng)增加到的程度,來修正增壓裝置特性的偏差。因而,能修正由增壓裝置的增壓特性的偏差引起的燃料噴射量的偏差。
      在本發(fā)明第三方面中,增壓燃料噴射設(shè)備可以包括多個(gè)燃料噴射閥、多個(gè)噴射控制裝置和多個(gè)增壓裝置;和可以為每個(gè)燃料噴射閥調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,以使得在修正燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。因而,當(dāng)調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)時(shí),修正了增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,以使得減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。因而,能修正由增壓裝置特性的偏差引起的每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差,結(jié)果,每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量變得一致。
      在涉及本發(fā)明第三方面的方面中,當(dāng)修正燃料噴射量時(shí),在調(diào)節(jié)量大于預(yù)定值的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,則可以確定在增壓裝置中出現(xiàn)異常。因而,當(dāng)修正燃料噴射量時(shí),在調(diào)節(jié)量過大的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,確定增壓裝置的增壓特性的偏差異常地大,和確定在增壓裝置中出現(xiàn)異常。因而,能容易和準(zhǔn)確地確定在增壓裝置中是否出現(xiàn)異常。
      在本發(fā)明第三方面或涉及本發(fā)明第三方面的方面中,增壓燃料噴射設(shè)備還可以包括增壓控制裝置,用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在增壓裝置處于操作狀態(tài)中的情況下的燃料噴射和在增壓裝置處于非操作狀態(tài)中的情況下的燃料噴射之間改變;和當(dāng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)該通過增壓控制裝置將增壓裝置保持在非操作狀態(tài)中時(shí),可以通過在修正燃料噴射量所需的一段時(shí)間長度中操作增壓裝置來修正燃料噴射量。因而,在低壓噴射時(shí),其中應(yīng)該在不操作增壓裝置的情況下僅僅用共軌中的壓力執(zhí)行噴射,通過在修正燃料噴射量所需的時(shí)間長度中操作增壓裝置來修正增壓裝置的特性。因而,甚至在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)該將增壓裝置保持在非操作狀態(tài)中時(shí),例如在低壓噴射時(shí),也能修正增壓裝置。
      根據(jù)本發(fā)明,由于在應(yīng)該執(zhí)行低壓噴射時(shí)操作增壓裝置,所以實(shí)際上增加了燃料噴射閥的燃料噴射壓力。然而,通過預(yù)先降低共軌中的壓力,和在增壓時(shí)抑制燃料噴射壓力的巨大增加,能防止燃料噴射壓力的增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響。
      本發(fā)明的第四方面涉及一種增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,其包括大直徑活塞和與大直徑活塞相連的小直徑加壓活塞,共軌中的燃料壓力被施加到大直徑活塞,小直徑加壓活塞給從共軌供給到燃料噴射閥的燃料加壓,增壓裝置用加壓活塞將供給到燃料噴射閥的燃料的壓力從共軌中的預(yù)定壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于使燃料噴射閥開啟和使燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)增壓裝置的操作開始正時(shí)和噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,增壓燃料噴射設(shè)備控制燃料噴射閥的燃料噴射特性。燃料噴射量修正方法包括下列步驟在通過增壓裝置增加燃料的壓力的情況下執(zhí)行燃料噴射時(shí),基于共軌中的燃料壓力的變化計(jì)算燃料噴射閥的燃料噴射量;和基于計(jì)算的燃料噴射量修正燃料噴射閥的燃料噴射量。
      根據(jù)本發(fā)明第四方面,在向其應(yīng)用了燃料噴射量修正方法的燃料噴射設(shè)備中,增壓裝置將共軌中的液壓供給到大直徑活塞,擠壓與大直徑活塞相連的小直徑加壓活塞,從而給供給自共軌的燃料加壓,和將壓力下的燃料輸送給燃料噴射閥。因而,當(dāng)執(zhí)行增壓的燃料噴射時(shí),從共軌流入大直徑活塞側(cè)中的燃料量等于這樣一個(gè)量,該量通過用大直徑活塞和小直徑活塞之間的面積比乘由小直徑加壓活塞在壓力下輸送給燃料噴射閥的燃料量(即,燃料噴射量)而獲得。
      當(dāng)增壓裝置處于非操作狀態(tài)中時(shí),共軌排出與每次執(zhí)行燃料噴射時(shí)的燃料噴射量相等量的燃料,和共軌中的壓力與燃料噴射量成比例地降低。然而,由于一般將共軌的容積設(shè)定成使得共軌的容積與燃料噴射量相比足夠大,所以當(dāng)在增壓裝置處于非操作狀態(tài)中的情況下執(zhí)行燃料噴射時(shí),共軌中壓力的改變很小。同時(shí),當(dāng)增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),除了燃料噴射閥的燃料噴射量之外,共軌排出推動(dòng)增壓裝置的大直徑活塞所需的比較大的燃料量。因而,當(dāng)在增壓裝置處于操作狀態(tài)中的情況下執(zhí)行燃料噴射時(shí),共軌中壓力的減小程度比較大。同樣,在這種情況下,共軌中壓力的減小程度與燃料噴射量成比例。因而,當(dāng)在增壓裝置處于操作狀態(tài)中的情況下執(zhí)行燃料噴射時(shí),由于共軌中壓力的減小程度很大,和能準(zhǔn)確地測量共軌中壓力的減小程度,所以當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí),能基于共軌中壓力的減小準(zhǔn)確地計(jì)算燃料噴射閥的燃料噴射量。
      根據(jù)本發(fā)明,通過在執(zhí)行增壓壓力燃料噴射時(shí)基于共軌中壓力的改變計(jì)算燃料噴射閥的燃料噴射量,能容易和準(zhǔn)確地確定燃料噴射量,從而能準(zhǔn)確地修正燃料噴射量。
      根據(jù)本發(fā)明的前述方面,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)能容易和準(zhǔn)確地修正增壓燃料噴射設(shè)備中的燃料噴射量,因而,能減少精確調(diào)節(jié)燃料噴射閥的噴射特性和增壓裝置的操作特性所需的工時(shí)和降低成本。另外,能在燃料噴射閥和增壓裝置開始使用后,修正由燃料噴射閥和增壓裝置的特性的變化引起的燃料噴射量的偏差。


      圖1是表示汽車柴油機(jī)的構(gòu)造的示意圖,根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射量修正方法能應(yīng)用于該柴油機(jī);圖2是示意圖,表示具有燃料增壓單元的燃料噴射閥的構(gòu)造的例子;圖3是說明燃料噴射閥的噴射特性的圖表;圖4是說明增壓單元的增壓特性的圖表;圖5是說明燃料噴射量修正的一個(gè)例子的流程圖;圖6是圖表,說明基于氣缸壓力的變化計(jì)算燃料噴射量的方法的原理;圖7是流程圖,說明與圖5中所示的燃料噴射量修正不同的燃料噴射量修正的另一個(gè)例子;和圖8是說明圖7中的燃料噴射量修正的改進(jìn)例的流程圖。
      具體實(shí)施例方式
      在下文中,將參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1是示意圖,表示當(dāng)在汽車柴油機(jī)中使用采用根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射量修正方法操作的燃料噴射設(shè)備時(shí)的構(gòu)造。
      在圖1中,內(nèi)燃機(jī)1包括燃料噴射閥10a到10d,每個(gè)燃料噴射閥都包括增壓單元并將燃料直接噴射到每個(gè)氣缸#1到#4中。在本實(shí)施例中,用包括四個(gè)氣缸#1到#4的四缸四沖程柴油機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)1。燃料噴射閥10a到10d分別通過高壓燃料管11a到11d與公共積聚器(共軌)3相連。共軌3存儲(chǔ)由高壓燃料噴射泵5供給的加壓燃料,并分別通過高壓燃料管11a到11d將高壓燃料分配給燃料噴射閥10a到10d。
      在本發(fā)明的實(shí)施例中,例如,高壓燃料噴射泵5是包括流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的柱塞式泵。高壓燃料噴射泵5將供給自燃料箱(未示出)的燃料的壓力增加到預(yù)定壓力,然后將燃料供給到共軌3。在壓力下從泵5輸送到共軌3的燃料量通過反饋由電控單元(在下文中稱為“ECU”)20控制,以便共軌3的壓力等于目標(biāo)壓力。
      在圖1中,ECU 20控制內(nèi)燃機(jī)1,ECU 20構(gòu)造為具有已知構(gòu)造的數(shù)字計(jì)算機(jī),其中用雙向總線使只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、微處理器(CPU)和輸入/輸出端口彼此相連。ECU 20控制每個(gè)燃料噴射閥10a到10d的閥開啟正時(shí)和閥開啟期,每個(gè)增壓單元110a到110d(稍后描述)的操作開始正時(shí)等等,從而控制每個(gè)燃料噴射閥10a到10d的燃料噴射正時(shí)和燃料噴射量。另外,ECU20執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)的基本控制,如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。
      為了執(zhí)行這些控制,在本實(shí)施例中,在共軌3中提供了用于檢測共軌3中的燃料壓力的燃料壓力傳感器27,還在發(fā)動(dòng)機(jī)1的加速器踏板(未示出)附近提供了用于檢測加速器開度(駕駛員操作的加速器踏板的踩下量)的加速器開度傳感器21。
      在圖1中,曲柄角傳感器25檢測發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸的旋轉(zhuǎn)相位。曲柄角傳感器設(shè)置在曲軸附近,曲柄角傳感25每隔預(yù)定曲柄角(例如,每隔15度)產(chǎn)生曲柄角脈沖信號(hào),并每隔720度曲柄角輸出參考脈沖信號(hào)。ECU 20基于從曲柄角傳感器25輸入給它的曲柄角脈沖信號(hào)輸入的頻率計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,ECU 20還基于從加速器開度傳感器21輸入給它的加速器開度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算每個(gè)燃料噴射閥10a到10d的燃料噴射正時(shí)和燃料噴射量。在本實(shí)施例中,能用任何已知方法作為計(jì)算燃料噴射閥的燃料噴射正時(shí)和燃料噴射量的方法。ECU20還在曲柄角傳感器25的參考脈沖信號(hào)被輸入給它之后,基于曲柄角脈沖信號(hào)的數(shù)量計(jì)算曲軸的旋轉(zhuǎn)相位(當(dāng)前曲柄角)。
      此外,在本實(shí)施例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)1的每個(gè)氣缸內(nèi)提供用于檢測氣缸內(nèi)壓力的每個(gè)氣缸壓力傳感器23a到23d(在下文中,共同稱為“氣缸壓力傳感器23”),氣缸壓力傳感器23的輸出也通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)輸入給ECU20的輸入端口。如后所述,ECU 20用氣缸壓力傳感器23在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)檢測的每個(gè)氣缸內(nèi)的氣缸壓力和曲柄角傳感器25檢測的曲柄角來計(jì)算每個(gè)氣缸內(nèi)的實(shí)際燃料噴射量。
      下面,將描述具有本發(fā)明本實(shí)施例中的增壓單元的燃料噴射閥10(由于燃料噴射閥10a到10d具有同樣的構(gòu)造,所以在下文中,共同稱為“燃料噴射閥10”)的構(gòu)造。
      圖2是示意圖,表示具有本發(fā)明本實(shí)施例中的增壓單元的燃料噴射閥10的構(gòu)造。
      圖2表示具有增壓單元的整個(gè)燃料噴射閥10。如圖1中所示,燃料噴射閥10通過高壓管11與共軌3相連。在圖2中,為了方便的原因,示出了三個(gè)高壓管11-1、11-2、11-3,然而,三個(gè)管可以從一個(gè)高壓管11伸出。
      在圖2中,提供了增壓單元110和增壓控制閥111。閥針113打開/關(guān)閉燃料噴射閥10的噴嘴部105的噴嘴孔116,燃料凹腔106在噴嘴部105中形成在閥針113周圍。圖2中的控制活塞112承受稍后描述的噴射控制室103中的液壓并向圖2中的下方(即,沿閥關(guān)閉方向)壓閥針113。彈簧112a與控制活塞112無關(guān)地沿閥關(guān)閉方向壓閥針113。
      噴射控制室103形成于閥針113的上部中。在控制室103中,提供了包括電磁線圈致動(dòng)器109a的噴射控制閥109。通過操作電磁線圈致動(dòng)器109a,控制室103中的液壓通過孔119排出到排放管(未示出)??刂剖?03還通過孔118與增壓燃料通道108相連,和通過單向閥117與高壓管11-1相連。
      在圖2中,提供了燃料噴射通道107。燃料噴射通道107與噴嘴105的燃料凹腔106相連。當(dāng)執(zhí)行增壓壓力燃料噴射時(shí),通過燃料噴射通道107將壓力被增壓單元110增加的燃料供給到燃料凹腔106,當(dāng)執(zhí)行非增壓壓力燃料噴射時(shí),燃料通過燃料噴射通道107從共軌3供給到燃料凹腔106。
      當(dāng)噴射控制閥119處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí),噴射控制室103中的燃料壓力基本上等于燃料噴射通道107中的壓力和燃料凹腔106中的壓力。在這種狀態(tài)中,彈簧112a和控制活塞112壓閥針113,閥針113與噴嘴尖端的閥座關(guān)閉地接觸,以便關(guān)閉噴嘴孔116。同時(shí),當(dāng)向致動(dòng)器109a供應(yīng)電流時(shí),噴射控制閥109打開,控制室103中的燃料通過孔119排出到排放管,控制室103中的壓力降低。
      結(jié)果,控制室103中的壓力變得低于燃料噴射通道107中的壓力和燃料凹腔106中的壓力,因而,閥針113受燃料凹腔106中的液壓的壓力,并克服彈簧112a和控制活塞112的壓力向上移動(dòng)(即,沿閥打開方向),從而,噴嘴孔116打開,燃料凹腔106中的燃料從噴嘴孔116噴出。
      下面,將描述增壓單元110。增壓單元110包括增壓活塞104,增壓活塞104包括大直徑活塞部104a和小直徑活塞部104b。增壓控制室114b形成在大直徑活塞部104a的小直徑活塞部104b側(cè)上,液壓室114a形成在大直徑活塞部104a的一側(cè)上,該側(cè)與增壓控制室114b相對(duì)。液壓室114a和共軌3之間通過高壓管11-2連通。此外,形成增壓室114c以使得其與增壓活塞104的小直徑活塞部104b的端部相鄰,增壓室114c和增壓燃料通道108之間連通。
      在圖2中,提供了增壓控制閥111。增壓控制閥111是電磁線圈驅(qū)動(dòng)的選擇閥,增壓控制閥111選擇地使增壓控制室114b通過高壓管11-3與共軌3相連或與排放管111a相連。當(dāng)增壓單元110處于非操作狀態(tài)中時(shí),停止向增壓控制閥111的電磁線圈致動(dòng)器的電流供應(yīng),增壓控制室114b通過增壓控制閥111與高壓管11-3相連,因而,將共軌3中的燃料壓力施加到增壓控制室114b。并且,共軌3中的壓力通過高壓管11-2施加到增壓單元110的液壓室114a。因而,增壓活塞104的大直徑活塞部104a兩側(cè)上的壓力變得相同。
      在這種狀態(tài)中,增壓活塞104被彈簧115推動(dòng)和向上移動(dòng),彈簧115將大直徑活塞部104a推向液壓室114a側(cè),燃料通過管11-1和單向閥117從共軌3流入增壓室114c中。因而,增壓燃料通道108和燃料噴射通道107中的燃料壓力變得等于共軌3中的壓力,即,當(dāng)增壓單元110處于非操作狀態(tài)中時(shí),燃料噴射閥10的噴射壓力變得等于共軌3中的燃料壓力。
      同時(shí),當(dāng)向增壓控制閥111的電磁線圈致動(dòng)器供應(yīng)電流時(shí),增壓控制室114b通過增壓控制閥111與排放管111a相連,因而,增壓控制室114b中的燃料通過增壓控制閥111排出到排放管111a,結(jié)果,增壓控制室114b中的壓力急劇降低。
      因而,增壓活塞104受液壓室114a中液壓的壓力,該液壓施加到大直徑活塞部104a,小直徑活塞部104b給增壓室114c中的燃料加壓,因而,增壓室114c中的燃料壓力變得基本上等于一個(gè)值,該值通過用大直徑活塞部104a和小直徑活塞部104b之間的橫截面積比乘液壓室114a中的共軌燃料壓力而獲得。即,當(dāng)增壓單元110處于操作狀態(tài)中時(shí),增壓燃料通道108和燃料噴射通道107中的壓力以及噴射控制室103中的壓力增加到增壓壓力,該增壓壓力通過用大直徑活塞部104a和小直徑活塞部104b之間的橫截面積比乘共軌3中的燃料壓力而獲得。
      因而,在具有本實(shí)施例的增壓單元的燃料噴射閥10中,能通過將增壓單元110的狀態(tài)從非操作狀態(tài)改變成操作狀態(tài),使燃料噴射壓力從低壓(共軌3中的燃料壓力)增加到高壓(增壓壓力)。在這種情況下,當(dāng)壓力增加時(shí),增壓壓力僅僅施加到增壓單元110的增壓室114c、增壓燃料通道108、燃料噴射通道107、噴嘴部105、噴射控制室103等等。因而,由于使用增壓單元110,能將燃料噴射設(shè)備的幾乎全部元件如共軌3和燃料泵5的設(shè)計(jì)壓力設(shè)定成基本上等于傳統(tǒng)設(shè)備中的設(shè)計(jì)壓力的較低值,因而,能在抑制整個(gè)燃料噴射設(shè)備成本增加的同時(shí),很大程度地增加燃料噴射壓力。
      然而,在將具有增壓單元的燃料噴射閥安裝到如圖1中所示的多缸內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸中的情況下,每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量有偏差。即,由于制造公差引起的初始特性的偏差、由隨著使用導(dǎo)致的磨損引起的特性偏差等等,所以每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射特性有偏差,每個(gè)增壓單元的特性有偏差。
      結(jié)果,就多缸內(nèi)燃機(jī)來說,每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量有偏差。如果每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差很大,則發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩可能發(fā)生很大程度的波動(dòng),可能出現(xiàn)很大的振動(dòng),廢氣性質(zhì)可能劣化。因而,如上所述,必需修正每個(gè)元件的特性的初始偏差、隨著使用引起的偏差等等,即,必需調(diào)節(jié)每個(gè)燃料噴射閥,以使得每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量一致。
      如后所述,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)檢測或估計(jì)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的方法是眾所周知的。然而,就具有如圖2中所示的增壓單元的燃料噴射閥來說,燃料噴射特性既受噴嘴105、閥針113、噴射控制閥109等等(在下文中,共同稱為“燃料噴射閥元件”)的燃料噴射特性的影響,又受增壓單元110、增壓控制閥111等等(在下文中,共同稱為“增壓元件”)的增壓特性的影響。
      因而,如果在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)估計(jì)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量,和確定每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量是否有偏差,則難以確定每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差是由燃料噴射閥元件的特性的偏差引起還是由燃料增加元件的特性的偏差引起。因而,在傳統(tǒng)的情況下,當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)修正每個(gè)元件的特性時(shí),不能決定其特性需要被修正的元件和特性需要被修正的程度。結(jié)果,難以使每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量一致。
      在本發(fā)明的本實(shí)施例中,為了解決上述問題,執(zhí)行下面三個(gè)修正。(1)在低壓噴射時(shí)的燃料噴射閥元件的噴射特性的修正,(2)在增壓壓力矩形噴射時(shí)的燃料噴射閥元件的噴射特性的修正,(3)在增壓壓力三角形噴射時(shí)的增壓單元的增壓特性的修正。在下文中,將描述每種修正。
      (1)在低壓噴射時(shí)的燃料噴射閥元件的噴射特性的修正。在本說明書中,將增壓單元110處于非操作狀態(tài)中時(shí)的燃料噴射稱為“低壓噴射”,即,術(shù)語“低壓噴射”表示與普通共軌燃料噴射相同的燃料噴射。
      在本實(shí)施例中,當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)中執(zhí)行低壓噴射時(shí),檢測或估計(jì)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。在執(zhí)行低壓噴射時(shí),增壓單元處于非操作狀態(tài)中,因而,如果每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量有偏差,則偏差僅僅由燃料噴射閥元件的特性的偏差引起。
      因而,在本實(shí)施例中,首先,在執(zhí)行低壓噴射時(shí)檢測或估計(jì)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。如果每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量有偏差,則修正每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射特性以便減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。
      更具體地,通過修正燃料噴射期(燃料噴射閥的閥開啟期)來修正燃料噴射特性。每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量依據(jù)噴嘴孔直徑、燃料噴射壓力和燃料噴射期(閥開啟期)改變。通常,由于噴嘴孔直徑由燃料噴射閥決定,所以基于參考數(shù)值表決定每個(gè)燃料噴射閥的標(biāo)準(zhǔn)燃料噴射量,在參考數(shù)值表中,燃料噴射期與每個(gè)燃料噴射壓力的燃料噴射量對(duì)應(yīng)。
      如上所述,燃料噴射閥的噴射特性實(shí)際上由于制造公差所引起的初始偏差或各個(gè)部分隨著使用導(dǎo)致的磨損而改變。在本實(shí)施例中,通過修正燃料噴射期來修正燃料噴射閥的噴射特性的改變。即,在本實(shí)施例中,在低壓噴射時(shí)檢測、計(jì)算或估計(jì)(在下文中,共同稱為“檢測”)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量,當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)燃料噴射量的偏差大于預(yù)定值時(shí),修正每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射期以使燃料噴射期增加或減小,以便偏差變得等于或小于預(yù)定值。如后所述,用一些方法修正偏差,這些方法與能檢測每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的絕對(duì)值的情況、僅僅能檢測氣缸的燃料噴射量之間的數(shù)量的相互關(guān)系的情況、或其它情況相對(duì)應(yīng)。
      圖3表示燃料噴射閥的燃料噴射期τ和燃料噴射量Q之間的關(guān)系(即,燃料噴射閥的噴射特性)。如圖3中所示,燃料噴射閥的燃料噴射量Q基本上與燃料噴射期τ成比例地增加。在圖3中,實(shí)線A表示參考燃料噴射閥的噴射特性,噴射特性線的傾度依據(jù)噴射壓力而改變。然而,當(dāng)每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量有偏差時(shí),噴射特性線的傾度關(guān)于每個(gè)燃料噴射閥改變。
      例如,給定燃料噴射閥的噴射特性可能有偏差,表示該燃料噴射閥的噴射特性的噴射特性線可能如圖3中的虛線B所示地改變。在這種情況下,雖然在噴射的燃料量為Q0時(shí),根據(jù)參考噴射特性,燃料噴射期(參考燃料噴射期)是期間“a”,但燃料噴射量有偏差的燃料噴射閥的燃料噴射期是期間“b”。在本實(shí)施例中,將燃料噴射期修正系數(shù)α定義為α=b/a。關(guān)于燃料噴射量有偏差的燃料噴射閥(由圖3中的虛線B表示),通過用值α乘從燃料噴射量的參考數(shù)值表獲得的燃料噴射期,來修正燃料噴射量的偏差。
      在本實(shí)施例中,由于修正系數(shù)α依據(jù)燃料噴射壓力改變,所以既在低壓噴射時(shí)又在稍后描述的增壓壓力矩形噴射(高壓噴射)時(shí)獲得修正系數(shù)α。當(dāng)噴射壓力居中時(shí),例如通過根據(jù)壓力執(zhí)行這兩個(gè)修正系數(shù)的一次插值來計(jì)算修正系數(shù)。
      (2)在增壓壓力矩形噴射時(shí)的燃料噴射閥元件的噴射特性的修正。圖4表示增壓單元的增壓特性。在圖4中,垂直寬度表示增壓單元110的出口處的壓力(即,增壓燃料通道108內(nèi)的壓力),水平寬度表示自增壓指令信號(hào)傳遞到增壓控制閥111以后的經(jīng)過時(shí)間(即,在增壓控制閥111開始操作之后的經(jīng)過時(shí)間)。
      如圖4中所示,在增壓控制閥111開始操作之后,由于增壓控制閥111和增壓活塞104的操作開始的延遲,所以在增壓延遲期TD中,增壓燃料通道108中的壓力仍然等于共軌壓力PC,不發(fā)生變化。在增壓延遲期TD過去后,增壓燃料通道108中的壓力基本上線性地增加。在達(dá)到增壓壓力PE后,增壓燃料通道108中的壓力保持在增壓壓力PE。增壓壓力PE是通過用增壓活塞104的大直徑活塞部104b和小直徑活塞部104a之間的面積比乘共軌壓力PC而獲得的值。
      在增壓元件的各個(gè)部分如增壓單元110和增壓控制閥111中引起初始偏差或由磨損導(dǎo)致的偏差的情況下,在壓力增加時(shí),增壓延遲期(操作開始延遲期)TD和壓力增加的速度(增壓傾斜部PS的傾度)改變,如圖4中的虛線所示。然而,增壓燃料通道108中的壓力最后達(dá)到的增壓壓力PE幾乎不改變。在本實(shí)施例中,將在壓力增加時(shí)在增壓單元110的出口中的壓力達(dá)到增壓壓力PE之后執(zhí)行的燃料噴射稱為“增壓壓力矩形噴射”。
      如上所述,在增壓壓力矩形噴射時(shí)的整個(gè)燃料噴射期中,燃料噴射壓力保持在增壓壓力PE。此外,增壓壓力PE幾乎不受每個(gè)增壓元件如增壓單元的偏差的影響,因而,在增壓壓力矩形噴射時(shí),當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量有偏差時(shí),燃料噴射量的偏差僅僅由燃料噴射閥元件的特性的偏差引起,如低壓噴射的情況中那樣。
      因而,在本實(shí)施例中,當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)中執(zhí)行增壓壓力矩形噴射時(shí),執(zhí)行與在低壓噴射時(shí)執(zhí)行的修正相同的修正,執(zhí)行計(jì)算以獲得增壓壓力噴射時(shí)(即,高壓噴射時(shí))的燃料噴射期修正系數(shù)α。因而,除了在上述低壓噴射時(shí)計(jì)算的修正系數(shù)α之外,還在增壓壓力矩形噴射時(shí)計(jì)算修正系數(shù)α。即,在壓力高時(shí)(即,在增壓壓力矩形噴射時(shí))和在壓力低時(shí)(即,在低壓噴射時(shí)),能獲得兩個(gè)燃料噴射期修正系數(shù)α,因而,能在壓力是特定的中間壓力時(shí)計(jì)算修正系數(shù)。
      (3)在增壓壓力三角形噴射時(shí)的增壓單元的增壓特性的修正。就前述增壓壓力矩形噴射來說,在增壓單元110開始操作之后,在燃料壓力達(dá)到增壓壓力之后執(zhí)行燃料噴射,因而,就增壓壓力矩形噴射來說,只要燃料壓力達(dá)到增壓壓力,即使燃料噴射正時(shí)在某種程度上改變,燃料噴射量也不會(huì)受影響。
      然而,在將燃料噴射期設(shè)定成使其包括增壓期的情況下,在增壓期中,增壓單元正在使燃料壓力增加(即,圖4中的增壓傾斜部PS),如圖4中的期間IJD所示,則當(dāng)燃料噴射正時(shí)改變時(shí)(例如,燃料噴射期改變成圖4中的期間IJD’),在整個(gè)燃料噴射期中的平均燃料噴射壓力會(huì)改變。因而,當(dāng)燃料噴射正時(shí)改變時(shí),即使燃料噴射期的長度不變,燃料噴射量也會(huì)改變。
      在本實(shí)施例中,在將燃料噴射期設(shè)定成使其如圖4中的期間IJD那樣包括增壓傾斜部PS的情況下,將燃料噴射稱為“增壓壓力三角形噴射”。就增壓壓力三角形噴射來說,通過改變增壓單元的操作開始正時(shí)(嚴(yán)格地說,增壓控制閥111的操作開始正時(shí))和燃料噴射開始正時(shí)之間的差(圖4中的ID)或燃料噴射期,能改變?nèi)剂蠂娚渎屎腿剂蠂娚淞俊?br> 在本實(shí)施例中,當(dāng)執(zhí)行增壓壓力三角形噴射時(shí),通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定增壓控制閥111的操作開始正時(shí)和燃料噴射閥10的操作開始正時(shí)之間的差(在下文中,稱為“操作開始正時(shí)差”)和燃料噴射期,以便能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(燃料噴射量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等)實(shí)現(xiàn)最佳燃料噴射。操作開始正時(shí)差和燃料噴射期中的每個(gè)都作為用燃料噴射量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等作為參數(shù)的數(shù)值表存儲(chǔ)在ECU 20的ROM中。
      如上所述,由于制造公差引起的初始特性偏差或由于隨著使用導(dǎo)致的磨損,每個(gè)增壓元件的增壓特性發(fā)生改變,因而,操作開始延遲期和每個(gè)增壓元件的增壓傾斜部的傾度有偏差。例如,在增壓特性相對(duì)參考特性(由圖4中的實(shí)線所示)改變的情況下,如圖4中的虛線所示,即使操作開始正時(shí)差I(lǐng)D和燃料噴射期IJD不改變,燃料噴射量也會(huì)改變。
      在本實(shí)施例中,當(dāng)在增壓壓力三角形噴射時(shí)檢測每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量時(shí),和燃料噴射量的偏差等于或大于預(yù)定值時(shí),執(zhí)行增壓元件特性的修正。如上所述,在增壓壓力三角形噴射時(shí),依據(jù)燃料噴射期和操作開始正時(shí)差兩者決定燃料噴射量,因而,當(dāng)燃料噴射量在增壓壓力三角形噴射時(shí)有偏差時(shí),偏差可能既由增壓元件的特性的偏差引起又由燃料噴射閥元件的特性的偏差引起。
      因而,在本實(shí)施例中,首先,獲得低壓噴射時(shí)的燃料噴射期修正系數(shù)和增壓壓力矩形噴射時(shí)的燃料噴射期修正系數(shù)。在基于結(jié)果修正燃料噴射期之后,執(zhí)行增壓壓力三角形噴射,和檢測燃料噴射量的偏差。從而,在修正燃料噴射閥元件的特性之后,確定增壓壓力三角形噴射時(shí)的燃料噴射量的偏差。因而,如果燃料噴射量有偏差,則燃料噴射量的偏差僅僅由增壓元件的特性(即,操作開始延遲期TD和/或增壓傾斜部PS的傾度)的改變引起。
      在本實(shí)施例中,通過改變增壓控制閥111的操作開始正時(shí)和燃料噴射開始正時(shí)之間的差(圖4中的ID),修正由增壓元件特性(操作開始延遲期TD和/或增壓傾斜部PS的傾度)的改變引起的燃料噴射量的偏差。更具體地,在不改變?nèi)剂蠂娚溟_始正時(shí)和燃料噴射期的情況下,通過改變增壓控制閥111的操作開始正時(shí)來調(diào)節(jié)操作開始正時(shí)差。
      例如,在圖4中,在增壓特性相對(duì)參考增壓特性(由實(shí)線表示)改變的情況下,如虛線所示,則在將操作開始正時(shí)差(ID)設(shè)定成參考值的情況下執(zhí)行噴射時(shí),與根據(jù)參考增壓特性(由實(shí)線表示)的噴射相比,根據(jù)實(shí)際增壓特性(由虛線表示)以高壓執(zhí)行實(shí)際的噴射,因而,整個(gè)燃料噴射量變得大于參考值。
      因而,在這種情況下,例如,通過如圖4中所示地將操作開始正時(shí)差從ID減小到ID’來減小燃料噴射量。同樣,當(dāng)燃料噴射量小于參考值時(shí),通過增加操作開始正時(shí)差來增加燃料噴射量。
      在本實(shí)施例中,在增壓壓力三角形噴射時(shí),獲得操作開始正時(shí)差I(lǐng)D’,操作開始正時(shí)差I(lǐng)D’用于執(zhí)行調(diào)節(jié)以使得每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差處于預(yù)定范圍中,并將操作開始正時(shí)差I(lǐng)D’與參考操作開始正時(shí)差I(lǐng)D之間的差(ID’-ID)作為操作開始正時(shí)差的修正量β存儲(chǔ)起來。在增壓壓力三角形噴射時(shí),通過將實(shí)際的操作開始正時(shí)差設(shè)定成一個(gè)值來修正增壓元件的特性,該值通過用參考操作開始正時(shí)差I(lǐng)D加上修正量β(ID+β)而獲得。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)決定參考操作開始正時(shí)差。能通過改變增壓控制閥111的操作開始正時(shí)或通過改變?nèi)剂蠂娚溟_始正時(shí)來修正操作開始正時(shí)差。然而,由于改變?nèi)剂蠂娚溟_始正時(shí)可能影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能,所以在本實(shí)施例中,通過改變增壓控制閥111的操作開始正時(shí)來改變操作開始正時(shí)差I(lǐng)D。
      如上所述,在本實(shí)施例中,首先,在低壓噴射時(shí)和在增壓壓力矩形噴射時(shí)修正燃料噴射閥元件的特性(燃料噴射期)。接著,在增壓壓力三角形噴射時(shí)修正增壓元件的特性(操作開始正時(shí)差)。因而,燃料噴射閥元件的特性和增壓元件的特性被彼此無關(guān)地修正,由此能減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。
      在本實(shí)施例中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),ECU 20執(zhí)行控制以使得僅僅在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)滿足預(yù)定條件(例如,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出高和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的條件)時(shí),基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(燃料噴射量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等)用增壓單元執(zhí)行高壓噴射。因而,依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),在不使用增壓單元的情況下,普通共軌燃料噴射可能繼續(xù)執(zhí)行很長時(shí)間,結(jié)果,可能在增壓壓力矩形噴射時(shí)不執(zhí)行燃料噴射閥元件的噴射特性的修正,和在增壓壓力三角形噴射時(shí)不執(zhí)行增壓單元的增壓特性的修正。
      因而,在本實(shí)施例中,當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量偏差的修正沒有完成時(shí),在普通共軌燃料噴射(低壓噴射)繼續(xù)執(zhí)行一個(gè)預(yù)定時(shí)間長度或更長時(shí)間的情況下,強(qiáng)行操作增壓單元,甚至在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不應(yīng)該操作增壓單元時(shí)。因而,在上述情況下,能在增壓壓力矩形噴射時(shí)執(zhí)行燃料噴射閥元件的噴射特性的修正,和在增壓壓力三角形噴射時(shí)執(zhí)行增壓單元的增壓特性的修正。
      因而,能與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)地迅速修正每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。在這種情況下,為了防止燃料噴射壓力的增加對(duì)燃料噴射量的影響,可以預(yù)先降低共軌中的燃料壓力,然后可以操作增壓單元以便防止燃料噴射壓力在增壓壓力噴射時(shí)的過大增加。
      圖5是流程圖,其具體說明前述燃料噴射量修正的一個(gè)例子。該操作由ECU 20執(zhí)行。在該操作中,檢測噴射到每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料量。當(dāng)檢測的燃料噴射量偏離了參考值一個(gè)預(yù)定值或更大的值時(shí),即,檢測的燃料噴射量的偏差超出可允許的范圍時(shí),修正燃料噴射閥元件的特性和/或增壓元件的特性,以便每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差變得處于可允許的范圍內(nèi)。
      在圖5中所示的操作中,必需精確檢測供給到每個(gè)氣缸的燃料量。為了在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)精確檢測每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量,可以想到在通向燃料噴射閥的燃料通道中設(shè)置一個(gè)流量計(jì)。然而,能采用一種方法,其中基于每個(gè)氣缸內(nèi)的氣缸壓力傳感器23檢測的氣缸壓力計(jì)算在一個(gè)沖程循環(huán)期間在每個(gè)氣缸內(nèi)產(chǎn)生的熱量,如本發(fā)明申請(qǐng)人在日本專利申請(qǐng)JP-2003-19013中提出的。在下文中,將簡要描述在日本專利申請(qǐng)JP-2003-19013中提出的方法。
      圖6是圖表,說明基于氣缸壓力的變化計(jì)算每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的方法的原理,在圖5所示的操作中采用該方法。在圖6中,橫軸表示從氣缸的壓縮沖程到膨脹沖程的曲柄角(CA),縱軸表示稍后所述的值PV。在橫軸中,“TDC”表示壓縮沖程中的上止點(diǎn)。在本實(shí)施例中,將值PV定義為氣缸壓力傳感器等檢測的每個(gè)曲柄角的燃燒室內(nèi)的壓力P與該曲柄角的燃燒室容積V(其是曲柄角的函數(shù))的乘積,即,值PV由等式PV=P×V表現(xiàn)。
      在圖6中,實(shí)線表示在實(shí)際燃燒時(shí)值PV的變化。如圖6中所示,當(dāng)燃燒開始時(shí)值PV急劇增加,在達(dá)到最大值PVmax后,值PV急劇減小。由于值PV是壓力和容積的乘積,所以值PV是與在曲柄角處的氣缸內(nèi)的溫度對(duì)應(yīng)的值,如氣體狀態(tài)的等式所示,PV=GRT(G氣體質(zhì)量,R氣體常數(shù)(J/Kg×oK),T溫度(oK))。
      因而,值PV的最大值PVmax與氣缸內(nèi)的最大燃燒溫度對(duì)應(yīng)。并且,作為實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)值PV達(dá)到最大值PVmax的正時(shí)(圖6中的θpvmax)與噴射到氣缸內(nèi)的燃料的燃燒完成(嚴(yán)格地說,90%的燃料的燃燒完成)的時(shí)間對(duì)應(yīng)。因而,能用正時(shí)θpvmax作為表明燃燒在氣缸內(nèi)完成的時(shí)間的標(biāo)志。
      在圖6中,虛線表示在氣缸內(nèi)沒有執(zhí)行燃燒的情況下值PV的變化(即,PVbase)。由于值PVbase的變化表示僅僅由活塞的垂直運(yùn)動(dòng)引起的氣缸內(nèi)氣體的壓縮和膨脹,所以值PVbase的變化由關(guān)于上止點(diǎn)對(duì)稱的曲線表示。在本實(shí)施例中,將差ΔPV定義為值PV的最大值PVmax和正時(shí)θpvmax處的值PVbase之間的差(參考圖6)。能用進(jìn)氣沖程完成時(shí)的氣缸壓力和氣缸容積和正時(shí)θpvmax處的氣缸容積容易地計(jì)算正時(shí)θpvmax處的值PVbase。
      如上所述,值PV表明氣缸內(nèi)的溫度,因而,值ΔPV是進(jìn)行燃燒時(shí)氣缸內(nèi)的最大溫度(PVmax)和完全不進(jìn)行燃燒時(shí)氣缸內(nèi)的溫度(PVbase)之間的差。因而,值ΔPV與由于燃燒在氣缸內(nèi)產(chǎn)生的能量(即,產(chǎn)生的熱量)對(duì)應(yīng),和與在燃燒室內(nèi)燃燒的燃料量成比例。
      因而,如果噴射到氣缸內(nèi)的全部燃料都燃燒,則能根據(jù)等式Q=K1×ΔPV用值ΔPV計(jì)算燃料噴射量Q,燃料噴射量Q是噴射到氣缸內(nèi)的燃料量。在該等式中,K1是用于將值PV轉(zhuǎn)變成燃料噴射量的系數(shù),通過實(shí)驗(yàn)等手段預(yù)先獲得K1。在本實(shí)施例中,氣缸壓力傳感器設(shè)置在每個(gè)氣缸內(nèi),并計(jì)算上述值ΔPV,由此計(jì)算每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。
      即,在圖5中所示的燃料噴射量修正中,用值PV通過上述方法計(jì)算一個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。當(dāng)算出的燃料噴射量與參考值的偏差不處于預(yù)定的可允許范圍內(nèi)時(shí),修正氣缸內(nèi)的燃料噴射閥的燃料噴射量。通過重復(fù)該每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的修正,執(zhí)行調(diào)節(jié)以使得全部氣缸的每一個(gè)內(nèi)的燃料噴射量的偏差變得處于可允許范圍內(nèi),從而減小偏差。
      即,在圖5中的步驟501中,在一個(gè)沖程循環(huán)期間記錄氣缸#i(在本實(shí)施例中,i=1到4)中的氣缸壓力,和計(jì)算上述值ΔPV。然后,用上述用于轉(zhuǎn)換的等式基于值ΔPV計(jì)算燃料噴射量Qi。
      在步驟503中,確定實(shí)際燃料噴射量Qi與參考值Q0的偏差是否大于預(yù)定的可允許值γ。當(dāng)在步驟503中確定實(shí)際燃料噴射量Qi與參考值Q0的偏差等于或小于預(yù)定的可允許值γ時(shí)(|Qi-Q0|≤γ),確定該氣缸中的燃料噴射量的偏差處于可允許范圍內(nèi)。從而,不執(zhí)行步驟505和隨后的步驟,操作終止。同樣,當(dāng)在步驟503中確定實(shí)際燃料噴射量Qi與參考值Q0的偏差大于預(yù)定的可允許值γ時(shí)(|Qi-Q0|>γ),則在步驟505中確定是否正在執(zhí)行增壓噴射。當(dāng)在步驟505中確定不是正在執(zhí)行增壓噴射時(shí),則執(zhí)行低壓噴射時(shí)的燃料噴射閥噴射特性的修正,和在步驟507中獲得壓力低時(shí)的燃料噴射期修正系數(shù)αi1。
      當(dāng)在步驟505中確定正在執(zhí)行增壓壓力噴射時(shí),在步驟509中確定是否正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射。當(dāng)在步驟509中確定正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射時(shí),執(zhí)行增壓壓力矩形噴射時(shí)的燃料噴射閥元件的噴射特性的修正,和在步驟511中獲得壓力高時(shí)的燃料噴射期修正系數(shù)αi2。
      在本實(shí)施例中,在步驟513中確定算出的值αi1是否過大或過小,和在步驟517中確定算出的值αi2是否過大或過小。當(dāng)確定值αi1或αi2過大或過小時(shí)(即,當(dāng)在步驟513中|αi1-1|大于預(yù)定的可允許值A(chǔ)0時(shí),或在步驟517中|αi2-1|大于預(yù)定的可允許值B0時(shí)),確定在燃料噴射閥元件中出現(xiàn)異常,和將異常標(biāo)記ALM設(shè)定成1(步驟515和步驟519)。當(dāng)值αi1或αi2過大或過小時(shí),燃料噴射期的修正量過大,超過正常范圍。因而,認(rèn)為在燃料噴射閥元件中出現(xiàn)異常。在將標(biāo)記ALM設(shè)定成1后,通過單獨(dú)執(zhí)行的操作點(diǎn)亮設(shè)置在駕駛員座附近的告警燈,從而,通知駕駛員出現(xiàn)異常。
      當(dāng)在步驟505中確定正在執(zhí)行增壓壓力噴射,和在步驟509中確定不是正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)中正在執(zhí)行增壓壓力三角形噴射。因而,在這種情況下,在步驟521中確定是否已經(jīng)完成燃料噴射閥元件的噴射特性的修正(用修正系數(shù)αi1和αi2的燃料噴射期的修正)。僅僅當(dāng)在步驟521中確定已經(jīng)完成燃料噴射閥元件的噴射特性的修正時(shí),執(zhí)行步驟523。
      在步驟523中,執(zhí)行增壓壓力三角形噴射時(shí)的增壓單元增壓特性的修正(即,操作開始正時(shí)差的修正),和計(jì)算操作開始正時(shí)差的修正量βi。在這種情況下,同樣,當(dāng)修正量βi大于可允許值C0時(shí)(即,βi>C0),確定在增壓單元中出現(xiàn)異常,和在步驟527中將異常標(biāo)記ALM設(shè)定成1。
      在圖5所示的例子中,通過對(duì)每個(gè)氣缸重復(fù)步驟501到步驟527中的操作,執(zhí)行調(diào)節(jié)以使得全部氣缸的每一個(gè)內(nèi)的燃料噴射量與參考值的偏差變得處于可允許范圍內(nèi)。在圖5所示的例子中,氣缸壓力傳感器設(shè)置在每個(gè)氣缸中,并計(jì)算值PV,由此獲得每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。然而,例如,可以通過檢測每次將燃料噴射到每個(gè)氣缸內(nèi)時(shí)共軌3中的壓力改變(減小)程度來計(jì)算每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量。
      即,當(dāng)從燃料噴射閥噴射燃料時(shí),共軌3排出基本上與燃料噴射量成比例的燃料量,因而,共軌3中的壓力以與排出的燃料量成比例的程度減小,因而,能通過檢測每次將燃料噴射到每個(gè)氣缸內(nèi)時(shí)共軌3中的壓力減小程度,計(jì)算每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量。
      然而,由于與共軌3的容積相比,每個(gè)燃料噴射閥一次噴射的燃料量實(shí)際上很小,所以在執(zhí)行普通共軌噴射(低壓噴射)時(shí),共軌3中的壓力減小程度很小,因而,可能難以精確計(jì)算燃料噴射量。
      如參考圖2所述,增壓單元110的增壓控制室114b通過增壓控制閥111排出一個(gè)量的燃料,該量通過用大直徑活塞部和小直徑活塞部之間的面積比乘從增壓室114c供給到燃料噴射噴嘴105的燃料量(燃料噴射量)而獲得。同樣的燃料量從共軌3流入增壓單元110的液壓室114a中。
      即,當(dāng)執(zhí)行增壓壓力噴射(即,增壓壓力矩形噴射或增壓壓力三角形噴射)時(shí),由于共軌3排出用上述面積比乘燃料噴射量獲得的量的燃料,所以燃料噴射時(shí)的壓力減小程度很大。因而,當(dāng)執(zhí)行增壓壓力燃料噴射時(shí),能通過測量燃料噴射時(shí)共軌3中的壓力減小程度,精確計(jì)算每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量。
      下面,將參考圖7描述另一個(gè)實(shí)施例的燃料噴射量修正。在圖5所示的實(shí)施例中,檢測噴射到每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料量,和修正燃料噴射閥元件的噴射特性與增壓元件的增壓特性以使得全部氣缸的每一個(gè)內(nèi)的燃料噴射量與參考值的偏差變得處于預(yù)定的可允許范圍內(nèi)。為了執(zhí)行該修正,必需精確檢測每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量(燃料噴射量的絕對(duì)值),因而,必需提供氣缸壓力傳感器23等等。
      同時(shí),在圖7所示的實(shí)施例中,通過檢測全部氣缸中的燃料噴射量之間的數(shù)量的相互關(guān)系,而不是全部氣缸的每一個(gè)內(nèi)的燃料噴射量的絕對(duì)值,來執(zhí)行修正以使得燃料噴射量的偏差變得處于可允許范圍內(nèi)。
      為了確定全部氣缸中的燃料噴射量之間的數(shù)量的相互關(guān)系,例如,能采用一種方法,其中檢測發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速的變化。在每個(gè)氣缸的沖程循環(huán)內(nèi),在作功沖程期間產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩,和在其它沖程期間產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩,因而,在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)中,曲軸轉(zhuǎn)速在每個(gè)氣缸內(nèi)的作功沖程期間增加。當(dāng)在循環(huán)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變得較大時(shí),在作功沖程期間轉(zhuǎn)速較大程度地增加,同時(shí),每個(gè)氣缸的輸出轉(zhuǎn)矩根據(jù)氣缸內(nèi)的燃料噴射量而增加,因而,當(dāng)燃料噴射量增加時(shí),在每個(gè)氣缸的作功沖程期間曲軸轉(zhuǎn)速的變化(增加)程度增大。在本實(shí)施例中,曲柄角傳感器25(圖1)檢測每個(gè)氣缸的作功沖程期間的曲軸轉(zhuǎn)速的變化,基于檢測的曲軸轉(zhuǎn)速變化的程度,確定燃料噴射量的偏差。
      在圖7中,在步驟701中,執(zhí)行確定燃料噴射量的偏差的操作。在步驟701中,在發(fā)動(dòng)機(jī)的整一個(gè)循環(huán)中確定每個(gè)氣缸的作功沖程期間的曲軸轉(zhuǎn)速,和檢測每個(gè)氣缸的作功沖程期間的最大曲軸轉(zhuǎn)速,氣缸內(nèi)作功沖程期間的最大曲軸轉(zhuǎn)速與氣缸內(nèi)的燃料噴射量相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中,例如,檢測使作功沖程期間的最大曲軸轉(zhuǎn)速在全部氣缸中最高的氣缸,和使作功沖程期間的最大曲軸轉(zhuǎn)速在全部氣缸中最低的氣缸,然后,將作功沖程期間最高的最大曲軸轉(zhuǎn)速和作功沖程期間最低的最大曲軸轉(zhuǎn)速之間的差定義為偏差。
      在步驟703中,確定如上所述獲得的偏差是否過大。更具體地,當(dāng)在步驟701中獲得的偏差的值(即,最高的最大曲軸轉(zhuǎn)速和最低的最大曲軸轉(zhuǎn)速之間的差)大于預(yù)定的可允許值時(shí),確定偏差過大。當(dāng)在步驟703中偏差等于或小于可允許值時(shí),不必調(diào)節(jié)燃料噴射量,因而,終止當(dāng)前操作。當(dāng)偏差大于可允許值時(shí),即當(dāng)在步驟703中確定偏差過大時(shí),下一步,確定在全部氣缸中被噴入最少量燃料的氣缸,即,便作功沖程期間的最大曲軸轉(zhuǎn)速在全部氣缸中最低的氣缸。
      對(duì)在步驟705中確定的在全部氣缸中被噴入最少量燃料的氣缸,執(zhí)行步驟707和隨后的步驟。在本實(shí)施例中,逐漸增加被確定的噴入最少量燃料的氣缸中的燃料噴射量,直到在步驟703中偏差變得等于或小于可允許值為止。從而,減小每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的偏差。
      即,在步驟707中,確定在發(fā)動(dòng)機(jī)中是否正在執(zhí)行增壓壓力燃料噴射。當(dāng)確定不是正在執(zhí)行增壓壓力燃料噴射時(shí)(即,正在執(zhí)行普通共軌噴射),在步驟709中將低壓噴射時(shí)的燃料噴射期修正系數(shù)α1增加一個(gè)特定量,直到在步驟703中偏差變得等于或小于可允許值為止。然后,如圖5所示的實(shí)施例中那樣,當(dāng)在步驟711中確定修正系數(shù)α1過大時(shí),確定在燃料噴射閥元件中出現(xiàn)異常,和在步驟713中將異常標(biāo)記ALM設(shè)定成1。
      當(dāng)在步驟707中確定正在執(zhí)行增壓壓力噴射時(shí),在步驟715中確定是否正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射。當(dāng)在步驟715中確定正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射時(shí),在步驟717中將增壓壓力矩形噴射(高壓噴射)時(shí)的修正系數(shù)α2增加一個(gè)特定量,直到在步驟703中偏差變得等于或小于可允許值為止。在這種情況下,同樣,當(dāng)在步驟719中確定修正系數(shù)α2過大時(shí),確定在燃料噴射閥元件中出現(xiàn)異常,和在步驟721中將異常標(biāo)記ALM設(shè)定成1。
      此外,在本實(shí)施例中,在通過在步驟709到步驟713中的低壓噴射時(shí)的燃料噴射期的修正、或通過在步驟717到步驟721中的增壓壓力矩形噴射時(shí)的燃料噴射期的修正,增加燃料噴射期之后,在步驟723中確定總?cè)剂蠂娚淞縌T是否太大以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D,其中總?cè)剂蠂娚淞縌T是全部氣缸中的燃料噴射量的總量。當(dāng)在步驟723中確定總?cè)剂蠂娚淞縌T太大以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D時(shí),在步驟725中將全部氣缸中每個(gè)氣缸的燃料噴射閥的燃料噴射期一律減小一個(gè)預(yù)定值,從而,能防止總?cè)剂蠂娚淞窟^大地增加,以便修正偏差。
      在步驟723中,必需檢測總?cè)剂蠂娚淞縌T,總?cè)剂蠂娚淞縌T是全部氣缸中的燃料噴射量的總量。例如,可以通過測量燃料泵5(圖1)出口處的流量獲得(或可以基于燃料泵的變?nèi)輽C(jī)構(gòu)的設(shè)定流量值估計(jì))總?cè)剂蠂娚淞縌T。還可以基于車輛行駛阻力估計(jì)總?cè)剂蠂娚淞縌T,其中基于行駛速度計(jì)算車輛行駛阻力。
      在步驟707中確定正在執(zhí)行增壓噴射和在步驟715中確定不是正在執(zhí)行增壓壓力矩形噴射的情況下,僅僅當(dāng)在步驟727中確定已經(jīng)完成燃料噴射期的修正時(shí),在步驟729和隨后的步驟中執(zhí)行增壓壓力三角形噴射時(shí)的增壓元件特性的修正。
      在這種情況下,同樣,在步驟729中,逐漸提前增壓控制閥111的操作開始正時(shí),直到在步驟703中偏差變得等于或小于可允許值為止。同樣,在步驟731中確定修正量(提前量)β是否過大,是否大于可允許量β0。當(dāng)步驟731中確定修正量β過大,大于可允許量β0時(shí),在步驟733中將異常標(biāo)記ALM設(shè)定成1。
      在步驟735中,如步驟723中那樣,確定總?cè)剂蠂娚淞縌T是否太大以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D(即,總?cè)剂蠂娚淞縌T大于由QT0+D獲得的值),其中總?cè)剂蠂娚淞縌T是修正后的全部氣缸中燃料噴射量的總量。當(dāng)在步驟735中確定總?cè)剂蠂娚淞縌T太大以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D時(shí),在步驟737中將修正量β減小一個(gè)預(yù)定量,以便防止總?cè)剂蠂娚淞孔兊眠^大。通過執(zhí)行圖7中所示的操作,能執(zhí)行調(diào)節(jié)以使得在不測量每個(gè)氣缸內(nèi)的燃料噴射量的絕對(duì)值的情況下,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差變得處于可允許范圍內(nèi)。
      在圖7所示的操作中,當(dāng)偏差很大時(shí),選擇在全部氣缸中被噴入最少量燃料的氣缸(步驟705),和逐漸增加該氣缸中的燃料噴射量,由此減小偏差。然而,如圖8中所示,可以選擇在全部氣缸中被噴入最大量燃料的氣缸(步驟805),和可以逐漸減小該氣缸中的燃料噴射量以便減小偏差。
      在這種情況下,在步驟823和步驟835中,確定修正后的總?cè)剂蠂娚淞縌T是否太小以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D。當(dāng)在步驟823和步驟835中確定總?cè)剂蠂娚淞縌T太小以致總?cè)剂蠂娚淞縌T與參考值QT0的偏差超出可允許范圍D時(shí),在步驟825和步驟837中增加燃料噴射量。
      權(quán)利要求
      1.一種用于增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將所述燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從所述共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟所述燃料噴射閥和使所述燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,所述增壓燃料噴射設(shè)備控制所述燃料噴射閥的燃料噴射特性,該燃料噴射量修正方法包括下列步驟在所述增壓裝置處于非操作狀態(tài)中時(shí)操作所述噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正所述燃料噴射閥的燃料噴射量。
      2.如權(quán)利要求1所述的修正方法,其特征在于還包括下列步驟當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí),在修正所述燃料噴射閥的燃料噴射量之后修正所述增壓裝置的操作開始正時(shí)。
      3.如權(quán)利要求1所述的修正方法,其特征在于所述增壓燃料噴射設(shè)備包括多個(gè)燃料噴射閥和多個(gè)噴射控制裝置;和調(diào)節(jié)每個(gè)噴射控制裝置的操作期,以使得在修正所述燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。
      4.一種用于增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將所述燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從所述共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟所述燃料噴射閥和使所述燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,所述增壓燃料噴射設(shè)備控制所述燃料噴射閥的燃料噴射特性,該燃料噴射量修正方法特征在于包括下列步驟在所述增壓裝置開始操作之后,在供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到所述增壓壓力之后,操作所述噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正所述燃料噴射閥的燃料噴射量。
      5.如權(quán)利要求4所述的修正方法,其特征在于還包括下列步驟當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí),在修正所述燃料噴射閥的燃料噴射量之后修正所述增壓裝置的操作開始正時(shí)。
      6.如權(quán)利要求4所述的修正方法,其特征在于所述增壓燃料噴射設(shè)備包括多個(gè)燃料噴射閥和多個(gè)噴射控制裝置;和調(diào)節(jié)每個(gè)噴射控制裝置的操作期,以使得在修正所述燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。
      7.如權(quán)利要求6所述的修正方法,其特征在于當(dāng)修正燃料噴射量時(shí),在調(diào)節(jié)量大于預(yù)定值的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)所述噴射控制裝置中的至少一個(gè)的操作期,則確定在與所述噴射控制裝置對(duì)應(yīng)的燃料噴射閥中出現(xiàn)異常。
      8.一種用于增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將所述燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,用于將從所述共軌供給到燃料噴射閥的燃料的壓力增加到一個(gè)高于預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟所述燃料噴射閥和使所述燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,所述增壓燃料噴射設(shè)備控制所述燃料噴射閥的燃料噴射特性,該燃料噴射量修正方法特征在于包括下列步驟當(dāng)所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),在供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力達(dá)到所述增壓壓力之前,操作所述噴射控制裝置以便執(zhí)行燃料噴射;和在執(zhí)行燃料噴射時(shí)修正所述增壓裝置的操作開始正時(shí)。
      9.如權(quán)利要求8所述的修正方法,其特征在于所述增壓燃料噴射設(shè)備包括多個(gè)燃料噴射閥、多個(gè)噴射控制裝置和多個(gè)增壓裝置;和為每個(gè)燃料噴射閥調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,以使得在修正燃料噴射量時(shí)減小每個(gè)燃料噴射閥的燃料噴射量的偏差。
      10.如權(quán)利要求9所述的修正方法,其特征在于當(dāng)修正燃料噴射量時(shí),在調(diào)節(jié)量大于預(yù)定值的情況下,其中依據(jù)該調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,則確定在所述增壓裝置中出現(xiàn)異常。
      11.如權(quán)利要求8到10中任一個(gè)所述的修正方法,其特征在于所述增壓燃料噴射設(shè)備還包括增壓控制裝置,用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中的情況下的燃料噴射和在所述增壓裝置處于非操作狀態(tài)中的情況下的燃料噴射之間改變;和當(dāng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)該通過所述增壓控制裝置將所述增壓裝置保持在非操作狀態(tài)中時(shí),通過在修正燃料噴射量所需的一段時(shí)間長度中操作所述增壓裝置來修正燃料噴射量。
      12.一種用于增壓燃料噴射設(shè)備的燃料噴射量修正方法,增壓燃料噴射設(shè)備包括存儲(chǔ)具有預(yù)定壓力的燃料和將所述燃料供給到燃料噴射閥的共軌;增壓裝置,其包括大直徑活塞和與所述大直徑活塞相連的小直徑加壓活塞,共軌中的燃料壓力被施加到所述大直徑活塞,小直徑加壓活塞給從所述共軌供給到所述燃料噴射閥的燃料加壓,所述增壓裝置用加壓活塞將供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力從共軌中的預(yù)定壓力增加到一個(gè)高于所述預(yù)定壓力的增壓壓力;和噴射控制裝置,用于開啟所述燃料噴射閥和使所述燃料噴射閥噴射被供給的燃料,在所述增壓裝置處于操作狀態(tài)中時(shí),通過調(diào)節(jié)所述增壓裝置的操作開始正時(shí)和所述噴射控制裝置的操作開始正時(shí)之間的差,所述增壓燃料噴射設(shè)備控制所述燃料噴射閥的燃料噴射特性,該燃料噴射量修正方法特征在于包括下列步驟在通過所述增壓裝置增加燃料的壓力的情況下執(zhí)行燃料噴射時(shí),基于所述共軌中的燃料壓力的變化計(jì)算所述燃料噴射閥的燃料噴射量;和基于計(jì)算的燃料噴射量修正所述燃料噴射閥的燃料噴射量。
      全文摘要
      增壓單元(110)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的每個(gè)燃料噴射閥中。根據(jù)需要增加從共軌(3)供給到燃料噴射閥的燃料的壓力。在增壓單元(110)處于非操作狀態(tài)中時(shí),ECU(20)使低壓噴射被執(zhí)行,和在增壓單元(110)處于操作狀態(tài)中時(shí)使高壓噴射被執(zhí)行,和使燃料壓力保持在增壓壓力?;诮Y(jié)果,ECU(20)修正燃料噴射閥的燃料噴射期。并且,在完成燃料噴射期的修正之后,在開始操作增壓單元之后,在燃料壓力達(dá)到增壓壓力之前執(zhí)行燃料噴射。基于結(jié)果,調(diào)節(jié)增壓單元的操作開始正時(shí)。
      文檔編號(hào)F02M55/02GK1788154SQ200580000346
      公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
      發(fā)明者渡邊義正, 阪田一郎, 脅坂佳史, 堀田義博, 河村清美, 中北清己 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
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